interface——关于虚函数的内存分配

之前学C++的时候了解到，其中很多控件是基于com的，今天初学接口，写了一小段测试程序

接口为IX，IY

组件为CA，（继承于IX和IY）

客户为main函数

 

流程如下：

 

 

接口连接组件的功能是由虚函数实现的

一般来说，父类作为接口，子类作为组件，子类实现父类的功能（组件实现接口所要求的功能）

虚函数就是实现这一过程的方法

对于虚函数在内存中的分配，下面是个小测试程序：

#include<iostream>
using namespace std;
class CA
{
public:
    int i;
    virtual void __stdcall virtualFun()=0;
};

class CASub:public CA
{
    virtual void __stdcall virtualFun()
    {
        return;
    }
};

class CB
{
public:
    int i;
};

void main()
{
    CASub *pA = new CASub;
    CB *pB = new CB;
    cout<<"pA Address:"<<pA<<endl;
    cout<<"pA int address"<<(&pA->i)<<endl;
    cout<<"Size of pA:"<<sizeof(*pA)<<endl<<endl;
    cout<<"pB Address:"<<pB<<endl;
    cout<<"pB int Address:"<<&(pB->i)<<endl;
    cout<<"Size of pB:"<<sizeof(*pB)<<endl;
}

运行结果如下图

由此可见pA（由CASub产生，CASub又是由CA继承而来）的长度为8个字节，pA中有虚函数和int类型

pB（由CB产生）的长度为4个字节，其中pB中只有int类型，因此知道虚函数占用的是4个字节，

不过虚函数中并没有数据，因此该4个字节应该是虚函数的地址，

另外，程序中虚函数是写在int后的，而到了内存中虚函数却在前面，由此可以判定是编译器故意为之，为了提高虚函数调用的速度。

 

然后我们来看一下接口地址和组件地址的关系，

组件是CA，接口为IX和IY，

测试代码如下

#include<iostream>
#include<ObjBase.h>
using namespace std;
void trace(const char* pMsg)
{
    cout<<pMsg<<endl;
}

interface IX
{
    virtual void __stdcall Fx1()=0;
    virtual void __stdcall Fx2()=0;

};

interface IY
{
    virtual void __stdcall Fy1()=0;
    virtual void __stdcall Fy2()=0;
};

class CA : public IX,
           public IY
{
public :
    virtual void __stdcall Fx1(){cout<<"CA::Fx1"<<endl;}
    virtual void __stdcall Fx2(){cout<<"CA::Fx2"<<endl;}

    virtual void __stdcall Fy1(){cout<<"CA::Fy1"<<endl;}
    virtual void __stdcall Fy2(){cout<<"CA::Fy2"<<endl;}
};

void main()
{


    trace("Client:Create an instance of the component.");
    CA* pA =new CA;

    IX* pIX=pA;
    trace("Client:Use the IX interface.");
    pIX->Fx1();
    pIX->Fx2();

    IY* pIY=pA;
    trace("Client:Use the IY interface.");
    pIY->Fy1();
    pIY->Fy2();

    
    cout<<endl;
    cout<<"pA Address:"<<pA<<endl;
    cout<<"pIX Address:"<<pIX<<endl;
    cout<<"pIY Address:"<<pIY<<endl;
    cout<<"Size of pA:"<<sizeof(*pA)<<endl;
    cout<<"Size of pIX:"<<sizeof(*pIX)<<endl;
    cout<<"Size of pIY:"<<sizeof(*pIY)<<endl;
    
    trace("Client :Delete the component");
    delete pA;
    return ;
}

运行结果

CA继承于IX和IY，由运行结果可以看出pA地址跟pIX一致，这也是继承的特性，构造CA的时候会先构造父类IX，然后构造IY；

组件CA在内存中的大小为8字节，接口各4个字节，而接口作为内部有虚函数的类，虚函数地址就占了4个字节，并且每个接口有两个函数，

 

 据书上的说法，虚函数的实现是，内存中首个4BYTE包含的是指向虚函数表的指针，然后再在表中包含指向实现该虚函数的实际内存地址，如下图：

 注：接口的内存结构对于不同的操作系统可能是不同的，例如在mac上，vtbl指针将指向一个伪指针，而第一个函数指针则位于第二个表项中

 

假设子类不含有虚函数Fx1，那么就会把父类的虚函数的入口地址写到子类虚函数表的Fx1处，如果子类存在虚函数Fx1，那么该处就填子类Fx1的入口地址，

对于所有不含有Fx1的子类，而父类有Fx1，那么所有子类将共用该函数的代码段

 

在学习过程中，本人发现了类中的静态数据类型（static）必须在外部重新定义一遍

如：

class A{public: static int i;};

手动定义一遍，int A::i=0;这个时候才会进行 i 的内存分配

另外还有一个问题是上面的这条int A::i=0；无法放在main 函数中，原因估计是作为类中静态变量，同时也是全局变量，必须时刻都在内存中

由于水平有限，上面部分为推测，如有错误欢迎留言纠正